زندگی آنلاین؛ مجله اینترنتی سبک زندگی

 تار عنکبوت در پزشکی

تار عنکبوت یکی از قوی‌ترین و با دوام‌ترین مواد طبیعی است.

یک تیم از مهندسان زیستی یک روش جدید برای استفاده از قدرت ابریشم عنکبوت برای ترمیم شکستگی استخوان‌ها ابداع کرده است.

تار عنکبوت شبکه‌ای از رشته‌های پروتئینی است که توسط عنکبوت‌ها تنیده می‌شود.

این پروتئین سرشار از آمینو اسیدهای آلانین و گلیسین است.

بیشتر رشته‌های پلی پپتیدی سازنده این پروتئین، به صورت صفحات بتا آرایش یافته‌اند. این صفحات در زمینه‌ای از رشته‌های آمینو اسید به صورت صفحات آلفا جای گرفته‌اند.

مارپیچ‌های آلفا با بی‌نظمی زیادی به هم پیچیده‌اند و همین بی‌نظمی باعث خاصیت کشسانی تار می‌شود.

یکی از ویژگی‌های جالب تار عنکبوت این است که مقدار زیادی نمک و مواد ضد باکتری و ضد قارچ دارد که در برابر حمله باکتری‌ها و قارچ‌ها از آن محافظت می‌کند.

ابریشم عنکبوت پروتئینی است که توسط عنکبوت تولید می‌شود.

عنکبوت از ابریشم خود برای تنیدن تار برای ساخت خانه یا دیگر سازه‌ها استفاده می‌کند که به صورت تار عنکبوت مشبک برای شکار دیگر موجودات یا تار و پیله برای فرزندانشان است.

بعضی عنکبوت‌های کوچک از تار خود مانند بالون استفاده می‌کنند. یعنی اجازه می‌دهند تار به وسیله باد بالا برود و خودش حرکت کند که معمولا پس از طی مسافت‌های طولانی متوقف می‌شود و یکی از راه‌های مورد استفاده عنکبوت‌ها برای نقل مکان است.

شنیده شده ملوان‌هایی گفته‌اند عنکبوت‌هایی در کشتی آنها فرود آمده‌اند، در حالی که از خشکی خیلی دور بوده‌اند.

این ابریشم مرغوب که عنکبوت برای بالون استفاده می‌کند، "گاسامر" نام دارد. در بعضی موارد عنکبوت‌ها از ابریشم خود به عنوان منبع غذایی نیز استفاده می‌کنند.

در ادامه مطلب تعدادی از کاربردهای تار عنکبوت در زمینه پزشکی را بیان کرده‌ایم.

 استفاده از تار عنکبوت در پزشکی

 1- تولید میکروکپسول با تار عنکبوت

محققان آلمانی- سوییسی با استفاده از ابریشم عنکبوت مصنوعی میکروکپسول هایی را تولید کرده اند که می توان از آن برای انتقال مستقیم واکسن به سلول های ایمنی به منظور مقابله با تومورهای سرطانی بهره برد.

پروفسور «کارل بورکین»، متخصص ایمنی درمانی ضد تومور درباره خواص این الیاف می گوید:

تار عنکبوت باعث التهاب یا واکنش سیستم ایمنی نمی شود و بر اساس یافته های ما میکروذرات آن توانایی تحمل دمای بالای صد درجه سانتیگراد برای چندین ساعت متمادی را دارند.

در کشورهای در حال توسعه حفظ واکسن‌ها در سرما یکی از مشکلات همیشگی است اما با استفاده از الیاف عنکبوت می توان بر این مشکل غلبه کرد.

2- استفاده از تار عنکبوت برای ترمیم استخوان

اکنون یک تیم از دانشگاه "کانکتیکات" از فیبرهای ابریشم برای ایجاد یک کامپوزیت زیست‌تخریب‌پذیر جدید استفاده کرده است که مخصوص ترمیم استخوان‌های بزرگ و حامل، مانند استخوان‌های پا ایجاد شده است.

محققان امیدوارند که ابداع آنها بتواند عوارض سنتی که همراه با بهبودی استخوان‌های اصلی است را از بین ببرد.

اغلب پزشکان با قرار دادن پیچ‌ها و صفحات فلزی سعی در ثابت نگه‌داشتن، به هم چسباندن و ترمیم استخوان‌های شکسته دارند.

در حالی که بعضی فلزات می‌توانند یون‌ها را به بافت‌های دیگر برسانند که باعث تحریک و اغلب عواقبی بیشتر از خود شکستگی می‌شود.

پروفسور "می وی"(Mei Wei)، استاد دانشگاه "کانکتیکات" می‌خواست این مشکلات را از بین ببرد و دانش مهندسی پزشکی خود را برای حل این مشکلات به کار گرفت.

وی از یک پروتئین موسوم به "فیبروین"(fibroin) که در اکثر ابریشم عنکبوت‌ها یافت می‌شود و یک پروتئین نامحلول است که به عنکبوت‌ها کمک می‌کند چنین ابریشم سخت با شدت کشسانی بالا ایجاد کنند، استفاده کرد.

ابداع وی ستایش همکارانش را برانگیخته است و می‌داند که توسط همکارانش می‌تواند ابداع خود را توسعه دهد.

وی می‌گوید: محصول ما واقعا از قدرت و انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار است، اما ما احساس می‌کنیم که می‌توان خیلی بیشتر از این‌ها پیشرفت کرد و این محصول را توسعه داد.

فیبروین ابریشم در پروژه‌های دیگر نیز استفاده شده است. در سال 2016، از آن به منظور افزایش عمر مفید میوه به عنوان پوشش منحصر به فرد مواد غذایی استفاده شد.

همچنین برای بازسازی بافت به خاطر سازگاری خوب آن با سلول‌های پستانداران، استفاده شده است.

در حالی که جامعه پزشکی سال‌هاست که از قدرت فیبروین ابریشم آگاه است، "وی" و تیمش اولین کسانی هستند که دست به ساخت کامپوزیت پلیمری متراکم با ساختارهای پروتئینی زده‌اند.

"وی" می‌دانست که به منظور موفقیت پروژه، نیاز به ایجاد بهترین دستگاه بهبودبخش دارد که بتواند روش‌های ترمیم استخوان سنتی را به ویژه برای استخوان‌های حامل، به چالش بکشد.

یکی از بهترین ویژگی‌های در مورد فیبروین ابریشم در مقایسه با یک صفحه فلزی در شکستگی پا این است که این کامپوزیت پس از گذشت یک سال از زمان کارگذاری در محل شکستگی، شروع به جذب شدن می‌کنند و پس از جوش خوردن استخوان و بهبودی کامل، نیازی به جراحی دیگری برای برداشتن آن وجود ندارد.

 3- بازسازی عصب های آسیب دیده توسط تار عنکبوت

یکی از مهمترین کاربردهای ابریشم عنکبوت کمک به بهبودی افراد معلول خواهد بود.

محققان اتریشی در حال بررسی امکان استفاده از الیاف فوق مقاوم عنکبوت «گردباف» تانزانیایی برای درمان چندین نوع از آسیب های عصبی هستند.

این تکنیک میکرو جراحی شامل پر کردن وریدها از ابریشم برای تسریع درمان عصب ها است.

عنکبوت گردباف به اندازه کف دست بوده و از تارهایش برای به دام انداختن پرنده های کوچک بهره می برد.

پروفسور «کریستین رادتک»، از متخصصان جراحی ترمیمی و پلاستیک دانشگاه وین مزایای ابریشم عنکبوت را بدین صورت بیان می کند:

متاسفانه اغلب مواد روی رشد عصب تاثیر نامطلوبی دارند با این حال تار عنکبوت ماده‌ای مورد علاقه عصب بوده و پس از اتصال به آن مستقیما فیبرها را دنبال می کند.

 4- ساخت پوست مصنوعی با تار عنکبوت

اگر از طرفداران اسپایدرمن باشید می‌دانید که او گاهی اوقات با استفاد از تار زخم های خود را درمان کرده یا خونریزی آن را بند می آورد.

اخیرا محققان سوئدی و هندی این ایده را یک گام به واقعیت نزدیکتر کرده و با استفاده از الیاف مذکور پانسمان و حتی پوست مصنوعی تولید کرده اند.

از این پانسمان می توان برای بهبود زخم های مزمن نظیر زخم پای دیابتی بهره برد.

پوست مصنوعی نیز در موارد حادی نظیر سوختگی درجه سه کاربرد دارد.

علاوه بر این در صنعت آرایشی بهداشتی هم می توان برای بهبود پوست از آن استفاده کرد.

فواید پزشکی این الیاف به همین جا ختم نمی شود و گروهی دیگر از محققان برای تولید کامپوزیتی زیست‌تخریب‌پذیر از آن استفاده کرده اند که قابلیتترمیم استخوان‌های بدن را داشته و پس از پایان روند بهبودی به صورت خودکار جذب بدن می شود.

5- استفاده از تار عنکبوت در ساخت سمعک

تار عنکبوت می‌تواند به ساخت میکروفن‌های حساس‌تر کمک کند و نقشی کلیدی در ساخت سمعک‌های پیشرفته‌تر ایفا کند.